Lesbók Morgunblaðsins - 13.12.2003, Blaðsíða 11

LESBÓK MORGUNBLAÐSINS ˜ MENNING/LISTIR 13. DESEMBER 2003 11
Hver er forsenda þess að
skammtafræðin varð til?
SVAR: Almennt er hægt að segja að
skammtafræðin hafi verið fundin upp til þess
að lýsa eðlisfræðilegum kerfum í náttúrunni
sem hreyfifræði Newtons eða svo kölluð sí-
gild eðlisfræði gat ekki lýst. Því er hægt að
hugsa skammtafræðina sem betri lýsingu á
ferlum náttúrunnar. Fyrir mörg kerfi gefur
hún því eðlilega sömu svör og sígilda eðlis-
fræðin.
En lítum aðeins nánar á ástæðurnar fyrir
uppgötvun skammtafræðinnar. Við erum
vönust því að menn þurfi á henni að halda til
þess að lýsa smásæjum hlutum eins og atóm-
um og öreindum, en þá gleymum við því að í
rauninni urðu eiginleikar stórsærra kerfa til
þess að hún varð til.
Varmarýmd efna eða hluta eins og málm-
búts segir til um það hve mikinn varma
(orku) þurfi til þess að hita bútinn um til
dæmis eina gráðu. Varmarýmdin er háð upp-
hafshitastiginu sem við byrjum með. Ef við
skoðum inn í málmbútinn komumst við að
því að varminn er geymdur sem aukinn titr-
ingur kristallsgrindarinnar og aukinn hraði
frjálsu rafeindanna sem geta færst um krist-
allinn og stjórna meðal annars rafleiðni hans.
Fyrir rúmlega einni öld tókst mönnum að
kæla efni allt að því niður að alkuli og gátu
því mælt varmarýmd efna frá alkuli og langt
upp fyrir herbergishita með hitun. Í ljós kom
að varmarýmd margra efna eins og til dæmis
málma minnkaði á sérstakan hátt við lágt
hitastig. Einfalt var að gera líkan af krist-
allsgrind málmsins samkvæmt sígildri eðlis-
fræði og reikna út varmarýmd hans sam-
kvæmt líkaninu. Til viðbótar var hægt að
lýsa rafeindunum sem gasi og reikna varma-
rýmd þeirra einnig. Í ljós kom að varma-
rýmd málmsins samkvæmt þessu sígilda lík-
ani minnkaði ekki við lágt hitastig.
Þegar málmbútur er hitaður getur hann
farið að glóa, það er að segja að hann geislar
orku sinni út í umhverfið. Eðlisfræðingar
komust einnig að því fyrir rúmlega einni öld
að sígilda eðlisfræðin gat ekki skýrt þessa
varmaútgeislun á réttan hátt. Síðan bættist
við fjöldi annara hrifa sem menn geta ekki
skýrt út frá hefðbundinni eðlisfræði, til dæm-
is rafleiðni hálfleiðara og ofurleiðara, ljós-
geislun einstakra atóma og ísog ljóss í gasi.
Á um það bil þremur fyrstu áratugum síð-
ustu aldar tókst eðlisfræðingum hins vegar
að skýra þessi fyrirbæri og þróa nýja lýsingu
á náttúruferlum sem við köllum skammta-
fræði. Nafnið fékk hún vegna þess að sumar
mælistærðir kerfanna, eins og orka og hverf-
iþungi, geta ekki alltaf tekið hvaða gildi sem
er. Þær eru strjálar eða skammtaðar.
Hafa ber í huga að ekki er hægt að lýsa
eiginleikum skammtakerfis með hugtökum
sígildrar eðlisfræði. Margar sígildar spurn-
ingar eins og nákvæm staðsetning og svo
framvegis hafa enga merkingu lengur.
Skammtafræði er í raun og veru ekki endi-
lega flóknari en sígild eðlisfræði, heldur ein-
faldlega öðruvísi og framandlegri við fyrstu
kynni. Hún er notuð á flestum sviðum eðlis-
og efnafræði nú á dögum. Rétt eins og
hreyfifræði Newtons og varmafræðin var
undirstaða iðnbyltingarinnar er skammta-
fræðin undirstaða upplýsingabyltingarinnar.
Með skammtafræði höfum við öðlast skilning
á eiginleikum efnis og síðan hagnýtt þessa
þekkingu í rafeindarásum og efnisfræði.
Um þessar mundir eru vísindamenn, eðlis-
fræðingar, efnafræðingar og líffræðingar að
beita skammtafræði til þess að þróa nanó-
tækni sem svo er kölluð og mun nýtast okk-
ur á fjölmörgum sviðum á þessari öld. Segja
má að með henni sé skammtafræðin og sér-
kenni hennar hagnýtt með enn markvissari
hætti en nokkru sinni fyrr til þess meðal
annars að meðhöndla örfá atóm eða sam-
eindir á yfirborði kristalls í margs konar til-
gangi.
Viðar Guðmundsson, prófessor í eðlisfræði við HÍ.
Er einhver erfðafræðilegur munur
á mönnum og öpum?
SVAR: Af mannöpunum standa simpansar
næst manninum og eru prótín simpansa og
manna flest nauðalík. Oft er því slegið fram
að erfðafræðilegur munur á þessum teg-
undum sé ekki nema 1%, en nákvæm vitn-
eskja um þennan mun fæst ekki fyrr en búið
er að raðgreina genamengi apans og bera
saman við genamengi mannsins. Líkams-
bygging simpansa og manns er býsna ólík.
Hún ræðst eflaust að miklu leyti af starfsemi
gena. Ekki er víst að genin sem þar skipta
máli séu gjörólík hjá apa og manni. Mismun-
andi stjórnun á starfsemi líkra gena gæti
ráðið úrslitum.
Annað sem augljóslega skilur á milli
manns og apa er hæfileiki mannsins til hugs-
unar langt umfram það sem þekkist hjá öp-
um eða öðrum dýrum. Nánast ekkert er vit-
að um erfðafræðilegan grundvöll þessa
mismunar. Að líkindum er um að ræða mis-
mun á genum sem sérstaklega starfa í tauga-
frumum eða á tjáningu þeirra. Það er alls
ekki víst að um „ný“ gen sé að ræða hjá
manninum. Þetta gæti snúist um breytingar
á gömlum apagenum eða breytta tjáningu
þeirra. Skipulag gena hjá dýrum og mönnum
býður til dæmis upp á það að sama genið
geti gefið af sér mörg mismunandi afbrigði
prótína. Við þróun mannsins hefðu getað
komið fram ný afbrigði mikilvægra tauga-
prótína. Þetta eru ágiskanir en samanburður
á taugaprótínum manna og apa á efalítið eft-
ir að varpa ljósi á þann mismun sem máli
skiptir.
Ekki er þar með sagt að þessar rann-
sóknir muni á neinn hátt skýra sjálfa hugsun
mannsins. Hún lætur ekki stjórnast af gen-
um þótt ákveðin genastarfsemi liggi henni til
grundvallar. Hugsunin veitir manninum ein-
mitt frelsi frá stöðugri afskiptasemi gena og
afurða þeirra. Genin eru hins vegar ekki
óhult fyrir hugsun mannsins.
Guðmundur Eggertsson, prófessor emeritus.
HVERNIG
VARÐ
SKAMMTA-
FRÆÐIN TIL?
Hvaðan kemur orðið ‘brussa’ um klaufskan
kvenmann, hvað er tíska og hvað er langt milli
Vopnafjarðar og Eyrarbakka í míkrómetrum? Þessum spurningum og
fjölmörgum öðrum hefur verið svarað að undanförnu á Vísindavefnum
og hægt er að lesa svörin á slóðinni www.visindavefur.hi.is.
VÍSINDI
Í
sinn hefur frá aldaöðli tengst fimbulfrosti og norðangjósti, upphafi og heimkynnum
jötna í norrænni goðafræði, enda vísar rúnin hugsanlega á illköld ísfljót sem féllu úr
norðri í átt til brennandi elds Múspells í suðurálfu. Vera má að átt sé við eiturdropa
Elivoga, en með eitri er vísað til efnis ískuldans; eitur var og er notað um bitrasta
dauðkulda sem hægt er að hugsa sér.
Í Snorra-Eddu er sagt að eiturkvikan hafi smám saman harðnað og orðið að ís, en
úðinn sem fylgdi breyttist í hélu er hlóðst upp í lög klaka og hríms. Skriðu lög þessi
út og suður á við uns þau mættu hitagusti, gneistum og síum úr Múspellsheimi, en
þá bráðnaði hrímið, að sögn Snorra, og við það kviknaði mannslíkindi, nefndur Ýmir, hinn
fyrsti jötunn og ættfaðir hrímþursa. Rúnin tengist samkvæmt því mótum dauða og lífs,
frumsköpun lífræns efnis, auk þess sem Auðhumla varð til úr bráðnandi hrímdropum, sem
fyrr getur, lifði af að sleikja hrímsteina og mynd-
aðist við það kynlaus vera í mannsmynd, maður
„fagur álitum, mikill og máttugur“, og hét Búri.
Ísrúnin stendur að sumra áliti fyrir spjót, eft-
irlætisvopn Óðins og Týs, en spjótið átti sér ýmis
form, svo sem staf og sprota. Sé raunin sú þá býr Ís
yfir karllægum krafti, valdi og forystu, en er jafn-
framt knúinn af innri streitu eða baráttu. Þessi túlk-
un þarf ekki að stangast á við umsögn rúnakvæð-
anna sem kveða á um háska og dauða í tengslum við
rúnina. „Ís er árbörkur/ og unnar þak/ og feigra
manna fár“, stendur í íslenska rúnakvæðinu. Dregin
er upp hlutkennd mynd af brothættri ísbreiðu.
Goðfræðitengslin bjóða hins vegar upp á marga
túlkunarkosti því þótt rúnin tengist augljóslega
formleysi og dauða, fullkominni kyrrð eða spennu-
leysi, þá felur hún jafnframt í sér krafta sem gera
efnislega tilveru mögulega. Rúnin kann að hafa
myndað andhverfu við Férúnina, þéttun og sam-
drætti sé stefnt gegn vexti og útþenslu, en líf er
samt óhugsanlegt án hennar; eitrið hreyfist og
myndar hagl (Hagalsrún), frum-efni og frum-menni
verða til fyrir samspil íss og elds. Ísrúnin er prima
materia, hefur verið sagt, innhverft miðsóknarafl sem er nauðsynlegt skilyrði jafnvægis,
hvort sem litið er til hugar eða náttúru, en skorti andstætt afl, miðflóttakraft eldsins, þá
getur Ísinn leitt til storknunar, stöðnunar og lífleysis.
RÚNAMESSA LESBÓKAR
Morgunblaðið/Ómar
„Í Snorra-Eddu er sagt að eiturkvikan hafi smám saman harðnað og orðið að ís, en úðinn
sem fylgdi breyttist í hélu er hlóðst upp í lög klaka og hríms.“
ÍS
RÚNALÝSING 9:16
M AT T H Í A S V I Ð A R S Æ M U N D S S O N
hafði aldrei hugleitt minningagreinar
morgunblaðsins þó hafi skrifað fáeinar
fyrr en vaknaði einn morgun snemma
til að skrifa minningargrein um mig
sjálfan
lá beinast við þar sem sjálfur þekkti
ég mig best og minnst
í dögunarskímunni sætti ég mig fús
lega við að hverfa inn í prentsvertuna
GEIRLAUGUR MAGNÚSSON
Höfundur er skáld.
MINNINGAR-
GREINAR